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加速度傳感器的製作方法

2023-11-11 21:00:27

專利名稱:加速度傳感器的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種加速度傳感器,尤其涉及結構簡單、能夠容易製造, 且小型、加速度的檢測靈敏度高的加速度傳感器。
背景技術:
以往以來,加速度傳感器用於從外部向硬碟驅動器等電子設備施加的衝擊的檢測等中。作為該加速度傳感器,例如如特開2005—315847號公 報中的公開,公知的有利用支承部件支承了貼合長條狀的壓電基板且在兩 主面配置了電荷檢測電極的壓電振動元件的長邊方向上的一端部的單端 支承結構。在使用壓電振動元件的加速度傳感器中,壓電振動元件通過作用的加 速度而撓曲,由此在壓電基板產生變形,利用兩主面的電荷檢測電極採集 通過壓電效應產生的電荷,從而檢測加速度。因此,根據支承所述壓電振 動元件的長邊方向上的一端部的單端支承結構的加速度傳感器,與支承了 壓電振動元件的長邊方向上的兩端的兩端支承結構的加速度傳感器相比, 能夠增大作用的加速度引起的壓電振動元件的撓曲,因此,能夠得到更高 的加速度的檢測靈敏度。然而,在特開2005_315847號公報中提出的加速度傳感器中,形成 了在一個面開口的箱狀盒的開口部設置具有貫通孔的固定框,將壓電振動 元件插入所述貫通孔中而對位並固定的結構,因此,存在若干的問題。第一個問題是難以小型化這一點。由於是將壓電振動元件插入了在箱 狀盒的一面的開口部設置的固定框的貫通孔中的結構,所以在組裝時,不 能準確地把握插入了貫通孔的壓電振動元件的前端和盒的內壁面的間隔, 因此,不能減小設定壓電振動元件的前端和盒的內壁面的間隔,導致難以 小型化。第二問題是結構複雜且難以製造這一點。由於形成為使用多個一面開口的箱狀盒或在其設置的具有貫通孔的固定框等複雜形狀的部件而組裝 的複雜結構,因此,存在難以製造的問題。發明內容本發明是鑑於這樣的以往技術的問題而做成的,其目的在於提供結構 簡單、容易製造且小型、加速度的檢測靈敏度高的加速度傳感器。 本發明的第一加速度傳感器,其特徵在於,具備壓電振動元件,其為矩形平板狀的多個壓電基板沿厚度方向層疊而成 的壓電振動元件,在其兩主面分別配置有電荷檢測電極;一對主面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩主面;矩形狀的一對主面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對主面間隔部件與所述壓電振動元件的兩主面分別空 開間隔而配置;一對端面間隔部件,分別配置於所述一對主面保護部件的長邊方向上 的另一端的端面;端面保護部件,其經由所述端面間隔部件,與所述壓電振動元件及所 述一對主面保護部件的長邊方向上的另一端的端面空開間隔而配置;一對側面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩側面及所述一對主面保護部件和所述端面保護部件的兩側面;一對側面保護部件,它們經由所述一對側面間隔部件,與所述壓電振 動元件、所述一對主面保護部件及所述端面保護部件的兩側面分別空開間 隔而配置。另外,本發明的第二加速度傳感器,其特徵在於,具備-壓電振動元件,其為矩形平板狀的多個壓電基板沿厚度方向層疊而成的壓電振動元件,在其兩主面分別配置有電荷檢測電極;一對主面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一端的兩主面;矩形狀的一對主面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對主面間隔部件與所述壓電振動元件的兩主面分別空 開間隔而配置;一對側面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一端的兩側面及所述一對主面保護部件的兩側面;矩形狀的一對側面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對側面間隔部件與所述壓電振動元件及所述一對主面保護部件的兩側面分別空開間隔而配置;端面間隔部件,其配置於所述一對主面保護部件及所述一對側面保護 部件的長邊方向上的另一端的端面;端面保護部件,其經由所述端面間隔部件,與所述壓電振動元件、所 述一對主面保護部件及所述一對側面保護部件的長邊方向上的另一端的 端面空開間隔而配置。進而,本發明的第三加速度傳感器,其特徵在於,具備壓電振動元件,其為矩形平板狀的多個壓電基板沿厚度方向層疊而成的壓電振動元件,在其兩主面分別配置有電荷檢測電極;一對側面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩側面;矩形狀的一對側面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對側面間隔部件與所述壓電振動元件的兩側面分別空 開間隔而配置;一對主面間隔部件,其分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的 一端的兩主面及這些兩主面側的所述一對側面保護部件的兩面;矩形狀的一對主面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對主面間隔部件與所述壓電振動元件的兩主面及這些 兩主面側的所述一對側面保護部件的兩面分別空開間隔而配置;端面間隔部件,其配置於所述一對主面保護部件及所述一對側面保護部件的長邊方向上的另一端的端面;端面保護部件,其經由所述端面間隔部件,與所述壓電振動元件、所 述一對主面保護部件及所述一對側面保護部件的長邊方向上的另一端的 端面空開間隔而配置。另外,本發明的第四加速度傳感器,其特徵在於,具備壓電振動元件,其為矩形平板狀的多個壓電基板沿厚度方向層疊而成 的壓電振動元件,在其兩主面分別配置有電荷檢測電極;一對側面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩側面;矩形狀的一對側面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對側面間隔部件與所述壓電振動元件的兩側面分別空開間隔而配置;一對端面間隔部件,分別配置於所述一對側面保護部件的長邊方向上 的另一端的端面;端面保護部件,其經由所述端面間隔部件,與所述壓電振動元件及所 述一對側面保護部件的長邊方向上的另一端的端面空開間隔而配置;一對主面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩主面及這些兩主面側的所述一對側面保護部件和所述端面保護部 件的兩面;矩形狀的一對主面保護部件,它們經由所述一對主面間隔部件,與所 述壓電振動元件的兩主面及這些兩主面側的所述一對側面保護部件和所 述端面保護部件的兩面分別空開間隔而配置。在本發明中,所述各電荷檢測電極被引出在所述壓電振動元件的長邊方向上的一端的端面,在所述壓電振動元件的一端的端面形成有與所述各電荷檢測電極電連接的外部端子。在本發明中, 一電荷檢測電極與第一外部端子電連接,另一電荷檢測 電極與第二外部端子電連接,第一外部端子和第二外部端子相互離開而形成,第一外部端子形成為,從所述一電荷檢測電極延伸至由包含所述壓電13想平面和包含在接近一電荷檢測電極的一側的一主面保護部件上露出的面的第二假想平面所限定的第一交點線,且從所述一電荷檢測電極延伸至由所述第一假想平面和包含在接近一電荷檢測電極的一側的一側面保護部件上露出的面的第三假想平面所限定的第二交點線,第二外部端子形成為,從所述另一電荷檢測電極延伸至所述第一交點 線,且從所述另一電荷檢測電極延伸至所述第二交點線。本發明的第一加速度傳感器的製造方法,其特徵在於,包括-製作利用絕緣性粘接劑接合已極化的壓電母基板而形成的壓電振動 集合基板的工序,所述壓電振動集合基板具有通過截斷構成多個壓電振動 元件的二維排列的多個矩形狀的元件區域;在壓電振動集合基板的兩主面的、成為壓電振動元件的長邊方向上的 一端的位置形成通過截斷構成主面間隔部件的主面間隔集合部件的工序;在各主面間隔集合部件固定通過截斷構成主面保護部件的主面保護 集合部件的工序;沿著元件區域的短邊截斷由壓電振動集合基板、主面間隔集合部件及 主面保護集合部件構成的集合體,分離為呈元件區域的長邊相接的狀態的 長條狀的第一集合基板體的工序;將多個第一集合基板體以使成為壓電振動元件的部分的長邊方向上 的一端彼此及另一端彼此分別位於同一平面的方式而層疊配置的工序;在主面保護集合部件的長邊方向上的另一端的端面形成通過截斷構 成端面間隔部件的端面間隔集合部件的工序;在端面間隔集合部件固定通過截斷構成端面保護部件的端面保護集 合部件的工序;沿著在層疊的方向上觀察為各元件區域的長邊和其延長線,截斷多個 第一集合基板體及端面保護集合部件,從而形成第二集合基板體的工序;在第二集合基板體中的壓電振動元件的長邊方向上的一端的兩側面 以及一對主面保護部件、端面保護集合部件、 一對主面間隔部件及端面間 隔集合部件的兩側面分別形成通過截斷構成側面間隔部件的側面間隔集 合部件的工序;在各側面間隔集合部件分別固定通過截斷構成側面保護部件的側面 保護集合部件的工序;沿著主面保護部件彼此重疊的面,截斷側面間隔集合部件、側面保護 集合部件、端面間隔集合部件及端面保護集合部件,獲得各個加速度傳感器片的工序;在加速度傳感器片的長邊方向上的一端的端面形成外部端子的工序。 本發明的第二加速度傳感器的製造方法,其特徵在於,包括 製作利用絕緣性粘接劑接合己極化的壓電母基板而形成的壓電振動 集合基板的工序,所述壓電振動集合基板具有通過截斷構成多個壓電振動元件的二維排列的多個矩形狀的元件區域;在壓電振動集合基板的兩主面的、成為壓電振動元件的長邊方向上的 一端的位置形成通過截斷構成主面間隔部件的主面間隔集合部件的工序;在各主面間隔集合部件固定通過截斷構成主面保護部件的主面保護 集合部件的工序;沿著元件區域的長邊,截斷由壓電振動集合基板、主面間隔集合部件 及主面保護集合部件構成的集合體,分離為呈元件區域的短邊相接的狀態 的第三集合基板體的工序;將多個第三集合基板體以使成為壓電振動元件的部分的與長邊方向 垂直的寬度方向上的一端彼此及另一端彼此分別位於同一平面的方式而 層疊配置的工序;在成為壓電振動元件的部分的長邊方向上的一端的兩側面及一對主 面保護集合部件和一對主面間隔部件的兩側面分別形成通過截斷構成一 對側面間隔部件的一對側面間隔集合部件的工序;在各側面間隔集合部件固定通過截斷構成側面保護部件的側面保護 集合部件的工序;沿著在層疊的方向上觀察為各元件區域的短邊和其延長線,截斷第三 集合基板體及側面保護集合部件,從而形成第四集合基板體的工序;在第四集合基板體中的主面保護部件、側面間隔集合部件及側面保護 集合部件的長邊方向上的另一端的端面,形成通過截斷構成端面間隔部件 的端面間隔集合部件的工序;在端面間隔集合部件形成通過截斷構成端面保護部件的端面保護集 合部件的工序;沿著主面保護部件彼此重疊的面,截斷側面間隔集合部件、側面保護 集合部件、端面間隔集合部件及端面保護集合部件,獲得各個加速度傳感 器片的工序;在加速度傳感器片的長邊方向上的一端的端面形成外部端子的工序。 本發明的第三加速度傳感器的製造方法,其特徵在於,包括-製作利用絕緣性粘接劑接合己極化的壓電母基板而形成的長條狀的 壓電振動集合基板的工序,所述壓電振動集合基板具有通過截斷構成多個 壓電振動元件的沿長邊方向一維排列的多個矩形狀的元件區域;在壓電振動集合基板中,在成為壓電振動元件的部分的長邊方向上的一端的兩側面形成一對側面間隔部件的工序;準備與壓電振動集合基板相同厚度的、通過截斷構成側面保護部件的 側面保護集合部件,在各側面間隔部件以使壓電振動集合基板的主面和側 面保護集合基板的面成為同一面的方式來固定側面保護集合部件,從而形成第五集合基板體的工序;在壓電振動集合基板的成為壓電振動元件的部分的長邊方向上的一 端的兩主面及一對側面保護集合部件和一對側面間隔部件的兩面分別形 成通過截斷構成主面間隔部件的主面間隔集合部件的工序;在各主面間隔集合部件固定通過截斷構成主面保護部件的主面保護 集合部件的工序;沿著從成為壓電振動元件的部分的主面側觀察為各元件區域的短邊 和其延長線,截斷由壓電振動集合基板、側面間隔部件、側面保護集合部 件、主面間隔集合部件及主面保護集合部件構成的集合體,從而分離為第 六集合基板體的工序;將多個第六集合基板體以使壓電振動元件的長邊方向上的一端彼此 及另一端彼此分別位於同一平面的方式而對準配置的工序;在第六集合基板體的主面保護部件及側面保護部件的長邊方向上的 另一端的端面形成通過截斷構成端面間隔部件的端面間隔集合部件的工 序;在端面間隔集合部件固定通過截斷構成端面保護部件的端面保護集 合部件的工序;
沿著主面保護部件彼此重疊的面,截斷端面間隔集合部件及端面保護
集合部件,獲得各個加速度傳感器片的工序;
在加速度傳感器片的長邊方向上的一端的端面形成外部端子的工序。
本發明的第四加速度傳感器的製造方法,其特徵在於,包括
製作利用絕緣性粘接劑接合已極化的壓電母基板而形成的長條狀的 壓電振動集合基板的工序,所述壓電振動集合基板具有通過截斷構成多個 壓電振動元件的沿長邊方向一維排列的多個矩形狀的元件區域;
在壓電振動集合基板中,在成為壓電振動元件的部分的長邊方向上的 一端的兩側面形成一對側面間隔部件的工序;
準備與壓電振動集合基板相同厚度的、通過截斷構成側面保護部件的 側面保護集合部件,在各側面間隔部件以使壓電振動集合基板的主面和側 面保護集合部件的面成為同一面的方式來固定側面保護集合部件,從而形 成第五集合基板體的工序;
沿著從成為壓電振動元件的部分的主面側觀察為各元件區域的短邊 和其延長線,截斷第五集合基板體,從而形成第七集合基板體的工序;
將多個第七集合基板體以使壓電振動元件的一主面彼此及另一主面 彼此位於同一平面,同時壓電振動元件的長邊方向上的一端彼此及另一端 彼此分別位於同一平面的方式而對準配置的工序;
在側面保護部件的長邊方向上的另一端的端面形成通過截斷構成端 面間隔部件的端面間隔集合部件的工序;
準備與壓電振動元件相同厚度的、通過截斷構成端面保護部件的端面 保護集合部件,在端面間隔集合部件以使壓電振動元件的主面及側面保護 部件的面和端面保護集合部件的面成為同一面的方式來固定端面保護集 合部件的工序;
在壓電振動元件的長邊方向上的一端的兩主面及側面間隔部件、側面 保護部件、端面間隔集合部件及端面保護集合部件的兩面分別形成通過截 斷構成主面間隔部件的主面間隔集合部件的工序;
在主面間隔集合部件固定通過截斷構成主面保護部件的主面間隔集合部件的工序;
沿著側面保護基板彼此重疊的面,截斷主面間隔集合部件、主面保護 集合部件、端面間隔集合部件及端面保護集合部件,獲得各個加速度傳感 器片的工序;
在加速度傳感器片的長邊方向上的一端的端面形成外部端子的工序。 根據本發明的加速度傳感器可知,形成為壓電振動元件的長邊方向上 的一端由在壓電振動元件的兩主面分別配置的一對主面間隔部件支承的 單端支承結構,因此,與兩端支承結構的加速度傳感器相比,基於加速度 的壓電振動元件的撓曲變大,從而,能夠得到加速度的檢測靈敏度高的加 速度傳感器。
另外,根據本發明的加速度傳感器可知,利用一對主面間隔部件、一 對側面間隔部件及端面間隔部件,在壓電振動元件的周圍確保用於使壓電 振動元件振動所需的空間(以下,稱為振動空間),因此,能夠利用一對 主面間隔部件、 一對側面間隔部件及端面間隔部件的各自的厚度,容易地 設定在壓電振動元件的周圍確保的振動空間的大小。由此,能夠將在壓電 振動元件的周圍確保的振動空間的大小容易地設定為必要最小限度,能夠 得到小型的加速度傳感器。尤其是,在所述以往的加速度傳感器中,難以 減小壓電振動元件的長邊方向上的未被支承的一側的端部和盒內壁的間 隔,但根據本發明的加速度傳感器,能夠利用在與壓電振動元件的長邊方 向上的另一端的端面同一平面上配置的端面間隔部件的厚度,將壓電振動 元件的長邊方向上的另一端和端面保護部件的間隔容易地設定為最小限 度。
進而,根據本發明的加速度傳感器可知,利用一對主面間隔部件、一 對側面間隔部件及端面間隔部件,在壓電振動元件的整個周圍確保振動空 間,因此,在一對主面保護部件、 一對側面保護部件及端面保護部件上完 全不需要用於確保振動空間的凹部,因此,能夠簡單化這些部件的形狀。 由此,能夠利用具有簡單形狀的部件來構成加速度傳感器,從而,能夠得 到結構簡單且製造容易的加速度傳感器。
進而,根據本發明的加速度傳感器可知,外部端子形成於電荷檢測電 極被引出的壓電振動元件的長邊方向上的一端的端面,因此,不需要進行
18用於向另一端延伸出的導線電極的配置或電極圖案的圍繞,能夠小型化, 且結構簡單而製造容易。
進而,根據本發明的加速度傳感器可知,第一外部端子從一電荷檢測 電極延伸至與壓電振動元件的主面對置的加速度傳感器的一主面側,並且 延伸至與該一主面鄰接並與加速度傳感器的一端的端面相連的加速度傳 感器的一側面側,第二端子從另一電荷檢測電極延伸至所述加速度傳感器 的一主面側,並且延伸至所述加速度傳感器的一側面側,因此,無論加速 度傳感器安裝於所述一主面還是安裝於所述一方側面,均能夠經由各外部 端子採集來自壓電振動元件的電信號。從而,能夠以無論加速度檢測軸方 向相對於安裝面為垂直方向還是水平方向,均可由一個端子圖案檢測任意 方向的加速度的方式來配置加速度傳感器。
進而,根據本發明的加速度傳感器的製造方法可知,能夠以一次的制 造工藝,製造多個加速度的檢測靈敏度高、小型、結構簡單且製造容易的 加速度傳感器。


本發明的目的、特色及優點通過下述詳細的說明和附圖,變得更明確。 圖1是示意性表示本發明的第一加速度傳感器的實施方式的一例的外 觀立體圖。
圖2A是示意性表示卸下了圖1所示的加速度傳感器的外部端子的狀 態的主視圖,圖2B是圖1的A—A,線剖面圖,圖2C是圖1的B—B,線剖面圖。
圖3是示意性表示圖1所示的加速度傳感器中使用的壓電振動元件的 外觀立體圖。
圖4是圖3所示的壓電振動元件的分解立體圖。 圖5是壓電振動元件的主視圖。
圖6是示意性表示圖1所示的加速度傳感器的主視圖。 圖7是示意性表示本發明的第二加速度傳感器的實施方式的一例的外 觀立體圖。
圖8A是示意性表示卸下了圖7所示的加速度傳感器的外部端子的狀態的主視圖,圖8B是圖7的C一C '線剖面圖,圖8C是圖7的D—D'
線剖面圖。
圖9是示意性表示本發明的第三加速度傳感器的實施方式的一例的外 觀立體圖。
圖10A是示意性表示卸下了圖9所示的加速度傳感器的外部端子的狀 態的主視圖,圖10B是圖9的E—E '線剖面圖,圖10C是圖9的F—F'
線剖面圖。
圖11是示意性表示本發明的第四加速度傳感器的實施方式的一例的 外觀立體圖。
圖12A是示意性表示卸下了圖11所示的加速度傳感器的外部端子41 的狀態的主視圖,圖12B是圖11的G—G '線剖面圖,圖12C是圖11的 H—H,線剖面圖。
圖13A是示意性表示本發明的第一加速度傳感器的實施方式的另一例 的外觀立體圖,圖13B是用於說明圖13A所示的加速度傳感器的結構的 示意性主視圖。
圖14A及圖14B是示意性表示本發明的第一加速度傳感器的實施方式 的再一例的示意性主視圖。
圖15A 圖15L是表示本發明的第一加速度傳感器的製造工序的立體圖。
圖16A 圖16L是表示本發明的第二加速度傳感器的製造工序的立體圖。
圖17A 圖17K是表示本發明的第三加速度傳感器的製造工序的立體圖。
圖18A 圖18K是表示本發明的第四加速度傳感器的製造工序的立體圖。
具體實施例方式
以下,參照附圖,詳細說明本發明的適合的實施方式。 以下,參照附圖的同時,詳細說明本發明的加速度傳感器。 (實施方式的第一例)
20圖1是示意性表示本發明的第一加速度傳感器的實施方式的一例的外 觀立體圖。圖2A是示意性表示卸下了圖1所示的加速度傳感器的外部端
子41a、 41b的狀態的主視圖,圖2B是圖1的A—A,線剖面圖,圖2C是 圖1的B—B,線剖面圖。圖3是示意性表示圖1所示的加速度傳感器中使 用的壓電振動元件的外觀立體圖。圖4是圖3所示的壓電振動元件的分解 立體圖。圖5是壓電振動元件的主視圖。圖6是示意性表示圖l所示的加 速度傳感器的主視圖。還有,在圖6中,為了便於理解外部端子41a、 41b 和電荷檢測電極15a、 15b的位置關係,劃出剖面線而示出。
如圖1及圖2A 圖2C所示,本例的加速度傳感器具有壓電振動元 件10;在壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩主面分別配置的一對 主面間隔部件21a、 21b;矩形狀的一對主面保護部件31a、 31b,它們長 邊方向上的一端及另一端的端面與壓電振動元件10的長邊方向上的一端 及另一端的端面分別位於同一平面,且經由一對主面間隔部件21a、 21b 與壓電振動元件10的兩主面分別空開間隔而配置。另外,本例的加速度 傳感器具有在一對主面保護部件31a、 31b的長邊方向上的另一端的端 面分別配置的一對端面間隔部件22a、 22b;經由端面間隔部件22a、 22b, 與壓電振動元件10及一對主面保護部件31a、 31b的長邊方向上的另一端 的端面分別空開間隔而配置的端面保護部件32。進而,本例的加速度傳感 器具有在壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩側面及一對主面保 護部件31a、 31b、端面保護部件32、 一對主面間隔部件21a、 21b及一對 端面間隔部件22a、22b的兩側面分別配置的一對環狀的側面間隔部件23a、 23b;經由一對側面間隔部件23a、 23b與壓電振動元件10、 一對主面保護 部件31a、 31b、端面保護部件32、 一對主面間隔部件21a、 21b及一對端 面間隔部件22a、 22b的兩側面分別空開間隔而配置的一對側面保護部件 33a、 33b。還有,壓電振動元件10, 一對主面間隔部件21a、 21b、 一對 主面保護部件31a、 31b、 一對端面間隔部件22a、 22b及端面保護部件32 的兩側面分別位於同一平面上。
這樣,在本例的加速度傳感器中,利用一對主面間隔部件21a、 21b 及隔著它們的一對主面保護部件31a、 31b夾持壓電振動元件10的長邊方 向上的一端的兩主面,形成為單端支承結構的加速度傳感器。另外,使用於本例的加速度傳感器的壓電振動元件10如圖3 圖5所
示,其是矩形平板狀的一對壓電基板lla、 lib沿厚度方向層疊而成的壓 電振動元件,具有在其兩主面分別配置有電荷檢測電極15a、 15b的結構。 進而,在使用於本例的加速度傳感器的壓電振動元件10中,在一對壓電 基板lla、 lib的相互對置的一側的主面也分別配置有電荷檢測電極15a、 15b,在其間經由絕緣性粘接劑19而沿厚度方向層疊。還有,在各壓電基 板lla、 llb中,在其兩主面形成的電荷檢測電極15a、 15b配置為經由壓 電基板lla、 llb—部分相互對置。另外,電荷檢測電極15a、 15b在壓電 振動元件10的長邊方向上的一端的端面,相互向寬度方向的相反側引出, 與如圖1及圖6所示的外部端子41a、 41b分別連接。在本實施方式中, 外部端子41a、 41b沿著從一主面保護部件31b朝向另一主面保護部件31a 的方向以相互平行且相互離開的方式而形成於加速度傳感器的長邊方向 上的一端的端面。
對於具有這樣的結構的本例的加速度傳感器而言,在具有與壓電振動 元件10的主面垂直的方向的成分的加速度作用的情況下,以壓電振動元 件10被一對主面間隔部件21a、 21b夾持而支承的部分為支點沿厚度方向 撓曲,由此,在壓電基板lla、 lib發生變形,從而,能夠利用電荷檢測 電極15a、 15b採集由壓電效應產生的電荷。這樣,能夠將與作用的加速 度對應的電信號通過與電荷檢測電極15a、 15b分別連接的外部端子41a、 41b向外部輸出,因此,作為加速度傳感器發揮功能。這樣,外部端子41a、 41b形成於電荷檢測電極15a、 15b被引出的壓電振動元件10的長邊方向 上的一端的端面、即加速度傳感器的長邊方向上的一端的端面,因此,不 需要進行用於向另一端延出的導線電極的配置或電極圖案的圍繞,從而, 能夠實現小型化、結構簡單且製造容易。
還有,在加速度傳感器向電路基板等安裝時,在壓電振動元件10的 主面與安裝面平行的情況下,能夠檢測具有與安裝面垂直的方向的成分的 加速度,在壓電振動元件10的主面與安裝面垂直的情況下,能夠檢測具 有與安裝面平行且與壓電振動元件10的主面垂直的方向的成分的加速度。
根據本例的加速度傳感器可知,形成為壓電振動元件10的長邊方向 上的一端被在兩主面分別配置的一對主面間隔部件21a、 21b及隔著它們的一對主面保護部件31a、 31b夾持並支承的單端支承結構,因此,與兩 端支承結構的加速度傳感器相比,加速度引起的壓電振動元件10的撓曲
變大,因此,能夠得到加速度的檢測靈敏度高的加速度傳感器。
另外,根據本例的加速度傳感器可知,對於用於使壓電振動元件10 振動所需的空間即振動空間而言,由一對主面間隔部件21a、 21b、 一對端 面間隔部件22a、 22b及一對側面間隔部件23a、 23b將其確保於壓電振動 元件10的周圍,因此,能夠利用一對主面間隔部件21a、 21b、 一對端面 間隔部件22a、 22b及一對側面間隔部件23a、 23b的厚度,容易地設定在 壓電振動元件10的周圍確保的振動空間的大小。由此,能夠將在壓電振 動元件10的周圍確保的振動空間的大小容易地設定為必要最小限度,從 而,能夠得到小型的加速度傳感器。尤其是,關於壓電振動元件10的長 邊方向上的另一端和端面保護部件32的間隔,也能夠利用一對端面間隔 部件22a、 22b的厚度容易地設定,因此,能夠將其設定為最小限度,該 一對端面間隔部件22a、 22b配置於一對主面保護部件31a、 31b的長邊方 向上的另一端的端面,該一對主面保護部件31a、 31b位於與壓電振動元 件10的長邊方向上的另一端的端面為同一平面上。
進而,根據本例的加速度傳感器可知,利用一對主面間隔部件21a、 21b、 一對端面間隔部件22a、 22b及一對側面間隔部件23a、 23b,在壓電 振動元件10的整個周圍確保振動空間,因此,在一對主面保護部件31a、 31b、 一對側面保護部件33a、 33b及端面保護部件32上完全不需要用於 確保振動空間的凹部,因此,能夠簡單化這些的形狀。在圖1及圖2A 圖2C所示的本例的加速度傳感器中, 一對主面保護部件31a、 31b、 一對 側面保護部件33a、 33b及端面保護部件32均形成為矩形平板狀,同樣能 夠利用具有簡單形狀的部件來構成包括矩形平板狀的壓電振動元件10的 加速度傳感器,因此,能夠得到結構簡單且製造容易的加速度傳感器。進 而,通過利用使一對主面間隔部件21a、 21b、 一對端面間隔部件22a、 22b 及一對側面間隔部件23a、 23b固化的粘接劑而形成,能夠僅由矩形平板 狀的部件及粘接劑構成加速度傳感器,進而,能夠得到結構簡單且製造容 易的加速度傳感器。
在本例的加速度傳感器中, 一對壓電基板lla、 llb例如由鋯鈦酸鉛或鈦酸鉛等壓電陶瓷材料形成,其形狀形成為,例如長度為0.5 5mm左右, 寬度為0.2mm lmm左右,厚度為0.1mm lmm左右的長條狀,且分別 沿厚度方向被極化。這樣的壓電基板lla、 lib通過如下所述的方式而制 成通過向原料粉末中添加粘合劑而壓制的方法、或使用球磨機將原料粉 末與水或分散劑混合後乾燥,添加粘合劑、溶劑、增塑劑等,利用刮刀而 成形的方法等來形成為片狀,根據需要將其層疊壓制後,例如在1100。C 140(TC左右的峰值溫度下燒成,從而形成基板,再在其厚度方向上,在例 如60'C 15(TC左右的溫度下,施加3kV/mm 15kV/mm左右的電壓,實 施極化處理,由此,能夠製作。
電荷檢測電極15a、 15b例如由金、銀、銅、鉻、鎳、錫、鉛、鋁等良 良導電性的金屬構成,其厚度例如為0.1pm 3pm左右,形成為經由壓電 基板lla、 llb其一部分相互對置。這樣的電荷檢測電極15a、 15b可以通 過如下所述的方式而製成通過利用以往公知的真空鍍敷或濺射法等,將 金屬材料被覆於壓電基板lla、 lib的兩主面,或利用以往公知的印刷法 等將含有所述金屬材料的規定的導體糊劑塗敷為規定圖案,再將其在高溫 下燒結,從而形成。
作為絕緣性粘接劑19,例如可以使用玻璃布基材環氧樹脂、無機玻璃、 環氧樹脂等絕緣材料。例如可以是,在使用作為在玻璃纖維之間浸滲環氧 樹脂的半固化片的玻璃布基材環氧樹脂的情況下,在兩主面形成有電荷檢 測電極15a、 15b的一對壓電基板lla、 lib之間夾入玻璃布基材環氧樹脂, 通過在加壓的同時加熱,將環氧樹脂壓縮為規定的厚度而固化。另外可以 是,在使用無機玻璃的情況下,利用印刷法將玻璃糊劑塗敷於在兩主面形 成有電荷檢測電極15a、 15b的一對壓電基板lla、 lib之間後將其重疊, 通過在施加荷重的同時使用燒成爐,進行熔融一體化。燒成爐的峰值溫度 為30(TC 70(TC左右即可,另外通過使用真空爐進行燒成,能夠抑制向玻 璃中的氣泡的混入。但是,在30(TC以上的溫度下進行接合時,壓電基板 lla、 llb的極化消失,因此,需要在接合後再次進行極化處理。
一對主面間隔部件21a、 21b、 一對端面間隔部件22a、 22b及一對側 面間隔部件23a、 23b具有在壓電振動元件10的周圍確保振動空間,利用 各自的厚度確定振動空間的大小的功能。各自的厚度根據加速度傳感器的小型化的必要性的程度或能夠實現的尺寸精度等而適當地設定,但在本例 的加速度傳感器中,需要由僅在壓電振動元件10的長邊方向上的一端配
置的一對主面間隔部件21a、 21b來確保壓電振動元件10的兩主面和一對 主面保護部件31a、 31b的間隔。因此,在本例的加速度傳感器中,優選 將一對主面間隔部件21a、21b的厚度設定為比一對端面間隔部件22a、22b 及一對側面間隔部件23a、 23b的厚度厚,由此,能夠可靠地確保壓電振 動元件10的兩主面的外側的振動空間,同時能夠將加速度傳感器小型化 至極限。另外,在本例的加速度傳感器中,壓電振動元件10因作用於加 速度傳感器的加速度而沿厚度方向撓曲振動,因此,在壓電振動元件10 的厚度方向上,必要的振動空間大於長邊方向及寬度方向,因此,優選將 一對主面間隔部件21a、 21b的厚度設定為比一對端面間隔部件22a、 22b 及一對側面間隔部件23a、 23b的厚度厚,由此,能夠可靠地確保壓電振 動元件10的兩主面的外側的振動空間,同時能夠將加速度傳感器極其小 型化。從而, 一對主面間隔部件21a、21b的厚度例如設定為60^im 100|im 左右, 一對端面間隔部件22a、 22b及一對側面間隔部件23a、 23b的厚度 例如設定為20pm 5(^m左右。另外,為了可靠地確保壓電振動元件10 的兩主面的外側的振動空間,以及為了牢固地支承壓電振動元件10的兩 主面,優選的是,例如在壓電振動元件10的從長邊方向的一端開始的 0.5mm lmm左右的範圍內的兩主面形成一對主面間隔部件21a、 21b。進 而,通過將主面間隔部件21a、 21b的彈性模量減小為比主面保護部件31a、 31b的彈性模量小,使得在壓電振動元件10被一對主面間隔部件21a、 21b 夾持的區域內也變得容易撓曲,在各一對壓電基板lla、 lib中發生變形 的區域增加,因此,能夠提高加速度的檢測靈敏度。
作為這樣的一對主面間隔部件21a、 21b、 一對端面間隔部件22a、 22b 及一對側面間隔部件23a、 23b,可以使用各種陶瓷或合成樹脂等絕緣性材 料,但通過使用絕緣性的粘接劑,能夠大幅度簡略化製造工序。尤其是, 通過使用樹脂浸滲碳纖維或玻璃纖維的半固化片或具有半固化狀態(B階 段)的粘接劑,在壓電振動元件10的周圍容易地形成期望的大小的振動 空間。例如,在使用熱固化型的環氧系粘接劑的情況下,例如使用印刷法 在應接合的部件的一側的粘接面塗敷後,在5(TC 7(TC左右的溫度下保持
251小時 2小時左右,形成為半固化狀態,貼合應接合的部件的另一側,
並根據需要調節部件間的間隔後,在10(TC 20(TC左右的溫度下保持1 小時 2小時左右,正式固化即可。
一對主面保護部件31a、 31b、端面保護部件32及一對側面保護部件 33a、 33b具有在壓電振動元件10的周圍確保由一對主面間隔部件21a、 21b、 一對端面間隔部件22a、 22b及一對側面間隔部件23a、 23b的厚度 確定的振動空間,來保護壓電振動元件10的功能。另外, 一對主面保護 部件31a、 31b還同時具有經由一對主面間隔部件21a、 21b支承壓電振動 元件10的兩主面的功能,因此,優選厚度比一對側面保護部件33a、 33b 及端面保護部件32厚,由此,能夠可靠地支承壓電振動元件10,同時能 夠儘量小型化加速度傳感器。從而, 一對主面保護部件31a、 31b的厚度 例如設定為0.6mm 0.8mm左右, 一對側面保護部件33a、 33b及端面保 護部件32的厚度例如設定為0.15mm 0.2mm左右。
作為這樣的主面保護部件31a、 31b、端面保護部件32及側面保護部 件33a、 33b,可以使用各種陶瓷或合成樹脂等絕緣性材料,但優選使用絕 緣性、耐溼性、耐熱性、粘接性等優越的環氧系樹脂。例如,可以適當地 使用三井化學(株)制"EPOX"(註冊商標)等。
作為外部端子41a、 41b,例如可以使用在樹脂中含有導電性填料的導 電性粘接劑。作為導電性粘接劑中的導電性填料,優選銀、銅等導電性良 好的填料。另外,作為導電性粘接劑中的粘接樹脂,為了防止壓電基板ll 的極化的消失,優選在小於30(TC的條件下固化,例如可以適當地使用環 氧系樹脂等。
(實施方式的第二例)
圖7是示意性表示本發明的第二加速度傳感器的實施方式的一例的外 觀立體圖。圖8A是示意性表示卸下了圖7所示的加速度傳感器的外部端 子41a、 41b的狀態的主視圖,圖8B是圖7的C一C'線剖面圖,圖8C是 圖7的D—D'線剖面圖。還有,在本例中,僅說明基本的結構,關於與 實施方式的第一例相同的結構要件,使用相同的參照符號,省略重複的說 明。
如圖7及圖8A 圖8C所示,本例的加速度傳感器具有壓電振動元件10;在壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩主面分別配置的一對
主面間隔部件21a、 21b;矩形狀的一對主面保護部件31a、 31b,它們長 邊方向上的一端及另一端的端面與壓電振動元件10的長邊方向上的一端 及另一端的端面分別位於同一平面上,且經由一對主面間隔部件21a、21b, 與壓電振動元件10的兩主面分別空開間隔而配置。另外,本例的加速度 傳感器具有在壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩側面及一對主 面保護部件31a、 31b和一對主面間隔部件21a、 21b的兩側面分別配置的 一對側面間隔部件23a、 23b;矩形狀的一對側面保護部件33a、 33b,它 們長邊方向上的一端及另一端的端面與壓電振動元件10的長邊方向上的 一端及另一端的端面分別位於同一平面上,且經由一對側面間隔部件23a、 23b,與壓電振動元件IO、 一對主面保護部件31a、 31b及一對主面間隔部 件21a、 21b的兩側面分別空開間隔而配置。進而,本例的加速度傳感器 具有在一對主面保護部件31a、 31b及一對側面保護部件33a、 33b的長 邊方向上的另一端的端面配置的環狀的端面間隔部件22;經由端面間隔部 件22,與壓電振動元件IO、 一對主面保護部件31a、 31b及一對側面保護 部件33a、 33b的長邊方向上的另一端的端面空開間隔而配置的端面保護 部件32。還有,壓電振動元件IO、 一對主面間隔部件21a、 21b及一對主 面保護部件31a、 31b的兩側面分別位於同一平面上。
根據具有這樣的結構的本例的加速度傳感器可知,與所述實施方式的 第一例的加速度傳感器相同地為單端支承結構,因此,基於壓電振動元件 10的加速度的檢測靈敏度高,另外,由一對主面間隔部件21a、 21b、端 面間隔部件22及一對側面間隔部件23a、 23b,在壓電振動元件10的周圍 確保振動空間,因此,能夠小型化,進而,在一對主面保護部件31a、 31b、 一對側面保護部件33a、 33b及端面保護部件32上完全不需要用於確保振 動空間的凹部,因此,能夠得到結構簡單且製造容易的加速度傳感器。 (實施方式的第三例)
圖9是示意性表示本發明的第三加速度傳感器的實施方式的一例的外 觀立體圖。圖IOA是示意性表示卸下了圖9所示的加速度傳感器的外部端 子41a、 41b的狀態的主視圖,圖10B是圖9的E—E,線剖面圖,圖10C 是圖9的F—F'線剖面圖。還有,在本例中,僅說明基本的結構,關於與實施方式的第一例及第二例相同的結構要件,使用相同的參照符號,省 略重複的說明。
如圖9及圖10A 圖IOC所示,本例的加速度傳感器具有壓電振動 元件10;在壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩側面分別配置的一
對側面間隔部件23a、 23b;矩形狀的一對側面保護部件33a、 33b,它們 長邊方向上的一端及另一端的端面與壓電振動元件10的長邊方向上的一 端及另一端的端面分別位於同一平面上,且經由一對側面間隔部件23a、 23b與壓電振動元件IO的兩側面分別空開間隔而配置。另外,本例的加速 度傳感器具有在壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩主面及這些 兩主面側的一對側面保護部件33a、 33b和一對側面間隔部件23a、 23b的 兩面分別配置的一對主面間隔部件21a、 21b;矩形狀的一對主面保護部件 31a、 31b,它們長邊方向上的一端及另一端的端面與壓電振動元件10的 長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一平面上,且經由一對主面 間隔部件21a、 21b與壓電振動元件10的兩主面及這些兩主面側的一對側 面保護部件33a、 33b和一對側面間隔部件23a、 23b的兩面分別空開間隔 而配置。還有,壓電振動元件10的兩主面及這些兩主面側的一對側面間 隔部件23a、 23b和一對側面保護部件33a、 33b的兩面分別位於同一平面 上。進而,本例的加速度傳感器具有在一對主面保護部件31a、 31b及 一對側面保護部件33a、 33b的長邊方向上的另一端的端面配置的環狀的 端面間隔部件22;經由端面間隔部件22,與壓電振動元件IO、 一對主面 保護部件31a、 31b及一對側面保護部件33a、 33b的長邊方向上的另一端 的端面空開間隔而配置的端面保護部件32。
根據具有這樣的結構的本例的加速度傳感器可知,與所述實施方式的 第一、第二例的加速度傳感器相同地為單端支承結構,因此,基於壓電振 動元件10的加速度的檢測靈敏度高,另外,利用一對主面間隔部件21a、 21b、端面間隔部件22及一對側面間隔部件23a、 23b,在壓電振動元件 IO的周圍確保振動空間,因此,能夠小型化,進而,在一對主面保護部件 31a、 31b、 一對側面保護部件33a、 33b及端面保護部件32上完全不需要 用於確保振動空間的凹部,因此,能夠得到結構簡單且製造容易的加速度 傳感器。
28另外,在本例的加速度傳感器中, 一對主面間隔部件21a、 21b不僅在 壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩主面,而且在這些兩主面側的 一對側面保護部件33a、 33b的兩面分別在壓電振動元件10的整個長邊方 向的範圍內配置,且一對側面保護部件33a、 33b的配置有一對主面間隔 部件21a、 21b的兩面與壓電振動元件10的兩主面分別位於同一平面上。 由此,能夠在整個長邊方向的壓電振動元件10的兩主面的外側可靠地確 保與一對主面間隔部件21a、 21b的厚度相稱的振動空間,因此,能夠容 易且可靠地確保因作用的加速度而壓電振動元件10撓曲振動的方向上的、 壓電振動元件10的兩主面的外側的振動空間。 (實施方式的第四例)
圖11是示意性表示本發明的第四加速度傳感器的實施方式的一例的 外觀立體圖。圖12A是示意性表示卸下了圖11所示的加速度傳感器的外 部端子41a、 41b的狀態的主視圖,圖12B是圖11的G—G '線剖面圖, 圖12C是圖11的H—H,線剖面圖。還有,在本例中,僅說明基本的結構, 關於與實施方式的第一 第三例相同的結構要件,使用相同的參照符號, 省略重複的說明。
如圖11及圖12A 圖12C所示,本例的加速度傳感器具有壓電振 動元件10;在壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩側面分別配置的 一對側面間隔部件23a、 23b;矩形狀的一對側面保護部件33a、 33b,它 們長邊方向上的一端及另一端的端面與壓電振動元件10的長邊方向上的 一端及另一端的端面分別位於同一平面上,且經由一對側面間隔部件23a、 23b與壓電振動元件IO的兩側面分別空開間隔而配置。另外,本例的加速 度傳感器具有在一對側面保護部件33a、 33b的長邊方向上的另一端的 端面分別配置的一對端面間隔部件22a、 22b;經由端面間隔部件22a、 22b, 與壓電振動元件10及一對側面保護部件33a、 33b的長邊方向上的另一端 的端面空開間隔而配置的端面保護部件32。進而,本例的加速度傳感器具 有在壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩主面及這些兩主面側的 一對側面保護部件33a、 33b、端面保護部件32、 一對側面間隔部件23a、 23b及一對端面間隔部件22a、 22b的兩面分別配置的一對環狀的主面間隔 部件21a、 21b;經由一對主面間隔部件21a、 21b,與壓電振動元件10的兩主面及這些兩主面側的一對側面保護部件33a、 33b、端面保護部件32、 一對側面間隔部件23a、 23b及一對端面間隔部件22a、 22b的兩面空開間 隔而配置的矩形狀的一對主面保護部件31a、 31b。
根據具有這樣的結構的本例的加速度傳感器可知,與所述實施方式的 第一 第三例的加速度傳感器相同地為單端支承結構,因此,基於壓電振 動元件10的加速度的檢測靈敏度高,另外,利用一對主面間隔部件21a、 21b、 一對端面間隔部件22a、 22b及一對側面間隔部件23a、 23b,在壓電 振動元件10的周圍確保振動空間,因此,能夠小型化,進而,在一對主 面保護部件31a、 31b、 一對側面保護部件33a、 33b及端面保護部件32上 完全不需要用於確保振動空間的凹部,因此,能夠得到結構簡單且製造容 易的加速度傳感器。
另外,在本例的加速度傳感器中, 一對主面間隔部件21a、 21b不僅在 壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩主面,而且在這些兩主面側的 一對側面保護部件33a、33b及端面保護部件32的兩面的整體上分別配置, 且一對側面保護部件33a、 33b及端面保護部件32的配置有一對主面間隔 部件21a、 21b的兩面與壓電振動元件10的兩主面分別位於同一平面上。 由此,能夠在整個長邊方向上的壓電振動元件10的兩主面的外側可靠地 確保與一對主面間隔部件21a、 21b的厚度相稱的振動空間,因此,能夠 容易且可靠地確保因作用的加速度而壓電振動元件10撓曲振動的方向上 的、壓電振動元件10的兩主面的外側的振動空間。 (實施方式的第五例)
圖13A是示意性表示本發明的第一加速度傳感器的實施方式的另一例 的外觀立體圖,圖13B是用於說明圖13A所示的加速度傳感器的結構的 示意性主視圖。還有,在圖13A及圖13B中,為了便於理解結構,省略 了圖l所示的外部端子41a、 41b。另外,在本例中,僅說明與所述第一例 不同的方面,關於相同的結構要件,使用相同的參照符號,省略重複的說 明。
如圖13A所示,本例的加速度傳感器中的特徵性部分在於,壓電振動 元件10的主面相對於加速度傳感器的四個側面傾斜。
根據本例的加速度傳感器可知,作為能夠檢測的加速度的方向的與壓電振動元件10的主面垂直的方向相對於與壓電振動元件10的長邊方向上 的兩端面正交的加速度傳感器的四個側面分別傾斜,因此,在將所述四個 側面中的任一個作為加速度傳感器的安裝面的情況下,與壓電振動元件10 的主面垂直的方向也相對於安裝面傾斜。從而,與安裝面水平的方向的加 速度及垂直的方向的加速度兩者均具有與壓電振動元件10的主面垂直的 方向的成分,因此,能夠檢測出與安裝面水平的方向的加速度及垂直的方 向的加速度這兩者。
還有,如圖11B所示,本例的加速度傳感器通過用J一J'線、K一K' 線、L一L'線、M—M'線截斷所述實施方式的第一例的加速度傳感器而容 易地得到。另外,在本例的加速度傳感器中, 一對主面保護部件31a、 31b 及一對側面保護部件33a、 33b的與壓電振動元件10對置的面的形狀也為 矩形狀。另外,關於所述實施方式的第二 第四例的加速度傳感器,也可 以如本例一樣容易地變形。 (變形例)
本發明不限定於所述實施方式的例子,可以在不脫離本發明的宗旨的 範圍內進行各種變更或改進。
例如,在所述實施方式的例子中,示出了將電荷檢測電極15a、 15b 兩者引出在加速度傳感器的長邊方向上的一端的端面,將其與在該端面配 置的外部端子41a、 41b分別連接的例子,但將外部端子41a、 41b的一方 配置於加速度傳感器的長邊方向上的另一端的端面,經由內部配線導體將 其與電荷檢測電極15a、 15b的一方連接也無妨。另外,在那樣的情況下 等,也可以在一對主面間隔部件21a、 21b、 一對側面間隔部件23a、 23b 或端面間隔部件22、 22a、 22b的一部分上設置由導電性材料構成的導電 部,將該導電部作為內部配線導體的一部分來利用。例如,在圖1及圖2A 圖2C所示的實施方式的第一例的加速度傳感器中,也可以在一對側面保 護部件33a、33b的一方的與壓電振動元件10對置的面形成內部配線圖案, 經由一對側面間隔部件23a、 23b的一方的導電部連接該內部配線圖案和 電荷檢測電極15a、 15b的一方,並利用內部配線圖案,引出在加速度傳 感器的長邊方向上的另一端的端面後,與在該端面配置的外部端子41a、 41b的一方連接。由此,能夠在長邊方向上的兩端的端面形成外部端子41a、41b,因此,能夠得到防止了外部端子41a、 41b之間的焊錫等引起的電短
路的可靠性高的加速度傳感器。
另外,在所述實施方式的例子中,僅在加速度傳感器的長邊方向上的
端面配置了外部端子41a、 41b,但在與該端面正交的加速度傳感器的四個 側面中的任一個上配置外部端子41a、 41b也無妨。
進而,在所述實施方式的例子中,示出了一對壓電基板lla、 llb沿厚 度方向層疊而構成壓電振動元件10的例子,但更多的壓電基板lla、 lib 沿厚度方向層疊而構成壓電振動元件10也無妨。
另外,在所述實施方式的例子中,示出了在兩主面形成有電荷檢測電 極15a、 15b的一對壓電基板lla、 llb經由絕緣性粘接劑19接合而構成壓 電振動元件10的例子,但可以為多個壓電基板和電荷檢測電極交替層疊 並一體化而構成的壓電振動元件10,也可以為在多個壓電基板沿厚度方向 層疊的層疊體的兩主面上配置一對電荷檢測電極15a、 15b而構成的壓電 振動元件10。還有,在這些情況下,相鄰的壓電基板的極化方向彼此相反。
進而,例示了一對主面間隔部件21a、 21b、 一對側面間隔部件23a、 23b及端面間隔部件22、 22a、 22b還具有它們介入的各部件之間的粘接固 定或氣密密封的功能的結構,但在這些間隔部件中使用球狀或棒狀、碎片 狀等微小的間隔部件也可。在那種情況下,在壓電振動元件10、 一對主面 保護部件31a、 31b、 一對側面保護部件33a、 33b及端面保護部件32之間 的粘接固定或氣密密封中合用粘接劑或密封件等,在其中配置間隔部件也 可。
進而,外部端子41a、 41b沿著從一主面保護部件31b朝向另一主面保 護部件31a的方向以相互平行且相互離開的方式形成於加速度傳感器的長 邊方向上的一端的端面,但並不限定於此。圖14A及圖14B是示意性表 示本發明的第一加速度傳感器的實施方式的再一例的主視圖。還有,在圖 中,為了便於理解外部端子41a、 41b和電荷檢測電極15a、 15b的位置關 系,劃出剖面線而示出。
如圖14A及圖14B所示,第一外部端子41b形成為矩形狀,第二外部 端子41a形成為大致L字狀也可。更具體來說, 一電荷檢測電極15b與第 一外部端子41b電連接,另一電荷檢測電極15a與第二外部端子41a電連
32接。第一外部端子41b和第二外部端子41a相互離開地形成於加速度傳感 器的長邊方向上的一端的端面。第一外部端子41b形成為,從一電荷檢測 電極15b延伸至限定加速度傳感器的長邊方向上的一端的端面的第一交點 線1及第二交點線L2。第一交點線Ll由包含壓電振動元件10的長邊方 向上的一端的端面的第一假想平面、和包含在接近一電荷檢測電極15b的 一側的一主面保護部件31b上露出的面的第二假想平面所限定。第二交點 線L2由所述第一假想平面、和包含在接近一電荷檢測電極15b的一側的 一側面保護部件33b上露出的面的第三假想平面所限定。第二外部端子41a 形成為,從另一電荷檢測電極15a延伸至第一交點線Ll,且從另一電荷檢 測電極15a延伸至第二交點線L2。
在本實施方式中,第一交點線L1及第二交點線L2正交。g卩,第一交 點線Ll相對於圖示的加速度傳感器的加速度檢測軸方向垂直,第二交點 線L2相對於圖示的加速度傳感器的加速度檢測軸方向水平。如圖14A所 示,通過使第一交點線Ll與安裝面平行地配置加速度傳感器,使得加速 度傳感器能夠檢測與安裝面垂直的方向的加速度,能夠經由外部端子41a、 41b向外部輸出電信號。另外,如圖14B所示,通過使第二交點線L2與 安裝面平行地配置加速度傳感器,使得加速度傳感器能夠檢測與安裝面水 平的方向的加速度,能夠經由外部端子41a、 41b向外部輸出電信號。這 樣,無論在與端面垂直且包含第一交點線L1的一主面安裝加速度傳感器, 還是在與端面垂直且包含第二交點線L2的一側面安裝加速度傳感器,均 能夠經由各外部端子採集來自壓電振動元件的電信號。從而,能夠配置這 樣的加速度傳感器無論加速度檢測軸方向是相對於安裝面的垂直方向還 是水平方向,均能夠由一個端子圖案檢測出任一個方向的加速度。
還有,在本實施方式中,第一外部端子41b形成為矩形狀,第二外部 端子41a形成為大致L字狀。然而,第一外部端子41b形成為,從一電荷 檢測電極15b朝向第一交點線Ll及第二交點線L2延伸,另外,第二外部 端子41a形成為,從另一電荷檢測電極15a朝向第一交點線Ll及第二交 點線L2延伸,只要如上所述地形成,外部端子41a、 41b的形狀就不限定 於圖示的形狀。 (具體例)其次,關於本發明的加速度傳感器的具體例,將圖1及圖2A 圖2C
所示的實施方式的第一例的加速度傳感器作為例子進行說明。
首先,向鋯鈦酸鉛的原料粉末中添加粘合劑並壓制,在120(TC的峰值 溫度下燒成,得到壓電體的塊體。
其次,使用線狀鋸來切割,進而使用研磨機,研磨兩面,由此,製作 分割而構成壓電基板lla、 lib的具有多個元件區域的壓電母基板。壓電 母基板的厚度為10(Him。
其次,使用濺射裝置,在壓電母基板的兩主面形成構圖而構成電荷檢 測電極15a、 15b的金屬薄膜。各金屬薄膜形成為鉻和銀的雙層結構,以 0.3(im的厚度形成鉻薄膜後,在其上以0.3pm的厚度形成銀薄膜。
其次,將在兩主面形成有金屬薄膜的壓電母基板投入極化槽中,施加 300V的電壓10秒鐘,沿厚度方向極化處理壓電母基板。
其次,使用網板印刷法,在金屬薄膜的表面形成抗蝕劑圖案後,將其 浸漬於蝕刻液中,進行金屬薄膜的構圖,然後,浸漬於甲苯中,除去抗蝕 劑,由此,在壓電母基板的各元件區域的兩主面形成了電荷檢測電極15a、 15b。
其次,將在兩主面的各元件區域形成有電荷檢測電極15a、 15b的兩張 壓電母基板投入真空烤箱中,在兩者之間介入玻璃布基材環氧樹脂的半固 化片而貼合,在施加荷重的同時,在18(TC的溫度下保持2小時而接合。 還有,半固化片的厚度成為O.lmm左右,兩張壓電母基板的極化的朝向彼 此相反地貼合。
其次,使用切割鋸,沿各元件區域的邊界,截斷壓電母基板,分割為 各個片,得到多個如圖3 圖5所示的壓電振動元件10。還有,壓電振動 元件10的形狀是長度為3mm,寬度為0.5mm,厚度為0.3mm的矩形平板 狀。
其次,在壓電振動元件10的從長邊方向上的一端的端部開始的lmm 的範圍的兩主面塗敷成為主面間隔部件21a、 21b的環氧樹脂,在6(TC的 溫度下保持1小時左右,形成為半固化狀態。還有,一對主面間隔部件21a、 21b的厚度分別設定為100pm。
其次,使長度及寬度與壓電振動元件10相同,厚度為0.6mm的矩形平板狀的一對主面保護部件31a、 31b的、長邊方向上的兩端的端面與壓 電振動元件10的長邊方向上的兩端的端面位於同一平面上,並將它們經
由半固化狀態的一對主面間隔部件21a、 21b與壓電振動元件10的兩主面 空開間隔而對置地貼附,在15(TC的溫度下保持1小時,正式固化主面間 隔部件21a、 21b,由此,進行固定。
其次,在一對主面保護部件31a、 31b的長邊方向上的另一端部塗敷成 為一對端面間隔部件22a、 22b的環氧樹脂,在6(TC的溫度下保持1小時, 形成為半固化狀態。還有, 一對端面間隔部件22a、 22b的厚度分別設定 為50|am。
其次,以經由半固化狀態的一對端面間隔部件22a、 22b,與一對主面 保護部件31a、 31b的長邊方向上的另一端及壓電振動元件10的長邊方向 上的另一端的端面空開間隔而對置的方式貼附端面保護部件32,在150°C 的溫度下保持1小時,使一對端面間隔部件22a、 22b固化,由此,進行 固定。還有,端面保護部件32的形狀形成為長度1.7mm、寬度0.5mm、 厚度0.2mm的矩形平板狀。另外,使壓電振動元件10、 一對主面間隔部 件21a、 21b、 一對主面保護部件31a、 31b、 一對端面間隔部件22a、 22b 及端面保護部件32的兩側面分別位於同一平面上。
其次,在壓電振動元件10的長邊方向上的另一端的兩側面及一對主 面保護部件31a、 31b、端面保護部件32、 一對主面間隔部件21a、 21b及 一對端面間隔部件22a、22b的兩側面分別塗敷成為一對側面間隔部件23a、 23b的環氧樹脂,在6(TC的溫度下保持1小時左右,形成為半固化狀態。 還有, 一對側面間隔部件23a、 23b的厚度分別形成為50pm。
其次,以經由半固化狀態的一對側面間隔部件23a、 23b,與壓電振動 元件IO、 一對主面保護部件31a、 31b、端面保護部件32、 一對主面間隔 部件21a、 21b及一對端面間隔部件22a、 22b空開間隔而對置的方式貼附 一對側面間隔部件23a、 23b,在15(TC的溫度下保持1小時,正式固化一 對側面間隔部件23a、 23b,由此,進行固定而得到加速度傳感器片。還有, 一對側面保護部件33a、 33b的形狀分別形成為長度3.25mm、寬度1.7mm、 厚度0.2mm的矩形平板狀。
其次,以在加速度傳感器片的長邊方向上的一端的端面上與引出在端
35面的電荷檢測電極15a、 15b分別連接的方式塗敷成為一對外部端子41a、 41b的導電性樹脂,在15(TC的溫度下保持1小時,使其固化,由此,形 成一對外部端子41a、 41b,從而完成加速度傳感器。還有,作為導電性樹 脂,使用作為導電性填料含有銀粒子的環氧樹脂系的導電性粘接劑。 (製造方法的例子)
其次,以下說明通過一次的製造工藝來製造多個本發明的加速度傳感 器的方法。在以下的說明中,各部件的材料、尺寸及處理與上述具體例相 同,省略詳細的說明。
圖15A 圖15L是表示本發明的第一加速度傳感器的製造工序的立體 圖。首先,如圖15A所示,製作壓電振動集合基板IOA。壓電振動集合基 板10A是在上述具體例中說明的、利用半固化片接合已極化的壓電母基板 而形成有電荷檢測電極15a、 15b的基板。該壓電振動集合基板IOA具有 通過截斷構成多個壓電振動元件10的二維排列的多個矩形狀的元件區域 10a。
其次,如圖15B所示,在壓電振動集合基板10A的兩主面的、成為壓 電振動元件10的長邊方向上的一端的位置形成通過截斷構成主面間隔部 件21a、 21b的主面間隔集合部件21A、 21B。
其次,如圖15C所示,在各主面間隔集合部件21A、 21B固定通過截 斷構成主面保護部件31a、 31b的主面保護集合部件31A、 31B。由此,形 成由壓電振動集合基板10A、主面間隔集合部件21A、 21B及主面保護集 合部件31A、 31B構成的集合體50。
其次,如圖15D所示,沿著元件區域10a的短邊,截斷該集合體50。 由此,集合體50分離為元件區域10a的長邊相接的狀態的長條狀的第一 集合基板體51。
其次,如圖15E所示,將多個第一集合基板體51以使成為壓電振動 元件10的部分的長邊方向上的一端彼此及另一端彼此分別位於同一平面 的方式而層疊配置。
其次,如圖15F所示,在主面保護集合部件31A、 31B的長邊方向上 的另一端的端面形成通過截斷構成端面間隔部件22a、 22b的端面間隔集 合部件22A。其次,如圖15G所示,在端面間隔集合部件22A固定通過截斷構成端
面保護部件32的端面保護集合部件32A。由此,形成由多個第一集合基 板體51、端面間隔集合部件22A及端面保護集合部件32A構成的集合體 52。
其次,如圖15H所示,沿著在層疊第一集合基板體51的方向上觀察 為各壓電振動元件10的長邊和其延長線,截斷該集合體52。由此,集合 體52分離,形成多個第二集合基板體53。
其次,如圖15I所示,在第二集合體52中的壓電振動元件10的長邊 方向上的一端的兩側面及一對主面保護部件31a、 31b、端面保護集合部件 32A、 一對主面間隔部件21a、 21b及端面間隔集合部件22A的兩側面分 別形成通過截斷構成側面間隔部件23a、 23b的側面間隔集合部件23A、 23B。
其次,如圖15J所示,在各側面間隔集合部件23A、 23B分別固定通 過截斷構成側面保護部件33a、 33b的側面保護集合部件33A、 33B。
其次,如圖15K所示,沿著主面保護部件31a、 31b彼此重疊的面, 截斷側面間隔集合部件23A、 23B、側面保護集合部件33A、 33B、端面間 隔集合部件22A及端面保護集合部件32A。由此,獲得各個加速度傳感器 片S1。
其次,如圖15L所示,在加速度傳感器片S1的長邊方向上的一端的 端面形成外部端子41a、 41b。這樣,製造出本發明的第一加速度傳感器。
圖16A 圖16L是表示本發明的第二加速度傳感器的製造工序的立體 圖。首先,如圖16A所示,與上述圖15A所示的工序相同地,製作壓電 振動集合基板10A。即,壓電振動集合基板10A是在上述具體例中說明的、 通過半固化片接合已極化的壓電母基板而形成有電荷檢測電極15a、 15b 的基板。該壓電振動集合基板10A具有通過截斷構成多個壓電振動元件 10的二維排列的多個矩形狀的元件區域10a。
其次,如圖16B所示,與上述圖15B所示的工序相同地,在壓電振動 集合基板10A的兩主面的、成為壓電振動元件10的長邊方向上的一端的 位置形成通過截斷構成主面間隔部件21a、 21b的主面間隔集合部件21A、 21B。其次,如圖16C所示,與上述圖15C所示的工序相同地,在各主面間
隔集合部件21A、 21B固定通過截斷構成主面保護部件31a、 31b的主面保 護集合部件31A、 31B。由此,形成由壓電振動集合基板IOA、主面間隔 集合部件21A、 21B及主面保護集合部件31A、 31B構成的集合體50。
其次,如圖16D所示,沿著元件區域10a的長邊,截斷該集合體50。 由此,集合體50分離為元件區域10a的短邊相接的狀態的第三集合基板 體61。
其次,如圖16E所示,將多個第三集合基板體61以使成為壓電振動 元件10的部分的與長邊方向垂直的寬度方向上的一端彼此及另一端彼此 分別位於同一平面的方式而層疊配置。
其次,如圖16F所示,在成為壓電振動元件10的部分的長邊方向上 的一端的兩側面及一對主面保護集合部件31A、 31B和一對主面間隔部件 21a、 21b的兩側面分別形成通過截斷構成一對側面間隔部件23a、 23b的 一對側面間隔集合部件23A、 23B。
其次,如圖16G所示,在各側面間隔集合部件23A、 23B固定通過截 斷構成側面保護部件33a、 33b的側面保護集合部件33A、 33B。由此,形 成由多個第三集合基板體61、側面間隔集合部件23A、 23B、側面保護集 合部件33A、 33B構成的集合體62。
其次,如圖16H所示,沿著在層疊第三集合基板體61的方向上觀察 為各元件區域10a的短邊和其延長線,截斷該集合體62。由此,集合體 62分離,形成多個第四集合基板體63。
其次,如圖16I所示,在第四集合基板體63中的主面保護部件31a、 31b、側面間隔集合部件23A、 23B及側面保護集合部件33A、 33B的長邊 方向上的另一端的端面形成通過截斷構成端面間隔部件22的端面間隔集 合部件22A。
其次,如圖16J所示,在端面間隔集合部件22A固定通過截斷構成端 面保護部件32的端面保護集合部件32A。
其次,如圖16K所示,沿著主面保護部件31a、 31b彼此重疊的面, 截斷側面間隔集合部件23A、 23B、側面保護集合部件33A、 33B、端面間 隔集合部件22A及端面保護集合部件32A。由此,獲得各個加速度傳感器
38片S2。
其次,如圖16L所示,在加速度傳感器片S2的長邊方向上的一端的 端面形成外部端子41a、 41b。這樣,製造出本發明的第二加速度傳感器。
圖17A 圖17K是表示本發明的第三加速度傳感器的製造工序的立體 圖。首先,如圖17A所示,製作長條狀的壓電振動集合基板10B。艮卩,壓 電振動集合基板10B是在上述具體例中說明的、通過半固化片接合已極化 的壓電母基板而形成有電荷檢測電極15a、 15b的長條狀基板。更具體來 說,壓電振動集合基板10B是沿元件區域10a的長邊截斷圖15A及圖16A 所示的壓電振動集合基板10A而製作的長條狀基板。從而,該壓電振動集 合基板10B具有通過截斷構成多個壓電振動元件10的沿長邊方向一維 排列的多個矩形狀的元件區域10a。
其次,如圖17B所示,在壓電振動集合基板10B中,在成為壓電振動 元件10的部分的長邊方向上的一端的兩側面形成一對側面間隔部件23a、 23b。
其次,如圖17C所示,準備與壓電振動集合基板10B相同厚度的、通 過截斷構成側面保護部件33a、 33b的側面保護集合部件33A、 33B,在各 側面間隔部件23a、 23b以使壓電振動集合基板10B的主面和側面保護集 合部件33A、 33B的面成為同一面的方式來固定側面保護集合部件33A、 33B。由此,形成由壓電振動集合基板IOB、 一對側面間隔部件23a、 23b 及一對側面保護集合部件33A、 33B構成的第五集合基板體71 。
其次,如圖17D所示,在壓電振動集合基板10B的成為壓電振動元件 i0的部分的長邊方向上的一端的兩主面及一對側面保護集合部件33A、 33B及一對側面間隔部件23a、 23b的兩面分別形成通過截斷構成主面間 隔部件21a、 21b的主面間隔集合部件21A、 21B。
其次,如圖17E所示,在各主面間隔集合部件21A、 21B固定通過截 斷構成主面保護部件31a、 31b的主面保護集合部件31A、 31B。由此,形 成由壓電振動集合基板10B、側面間隔部件23a、 23b、側面保護集合部件 33A、 33B、主面間隔集合部件21A、 21B及主面保護集合部件31A、 31B 構成的集合體72。
其次,如圖17F所示,沿著從成為壓電振動元件10的部分的主面側觀察為各元件區域10a的短邊和其延長線,截斷該集合體72。由此,集合 體72分離為由壓電振動元件10、側面間隔部件23a、 23b、側面保護部件 33a、 33b、主面間隔部件21a、 21b及主面保護部件31a、 31b構成的第六 集合基板體73。
其次,如圖17G所示,將多個第六集合基板體73以使壓電振動元件 10的長邊方向上的一端彼此及另一端彼此分別位於同一平面的方式而對 準配置。在圖示的例子中,將多個第六集合基板體73配置為其側面彼此 抵接,但不限定於此,也可以將多個第六集合基板體73層疊配置為壓電 振動元件10的長邊方向上的一端彼此及另一端彼此分別位於同一平面。
其次,如圖17H所示,在第六集合基板體73的主面間隔部件21a、21b、 主面保護部件31a、 31b及側面保護部件33a、 33b的長邊方向上的另一端 的端面形成通過截斷構成端面間隔部件22的端面間隔集合部件22A。
其次,如圖17I所示,在端面間隔集合部件22A固定通過截斷構成端 面保護部件32的端面保護集合部件32A。
其次,如圖17J所示,沿著主面保護部件31a、 31b彼此重疊的面,截 斷端面間隔集合部件22A及端面保護集合部件32A。由此,獲得各個加速 度傳感器片S3。
其次,如圖17K所示,在加速度傳感器片S3的長邊方向上的一端的 端面形成外部端子41a、 41b。這樣,製造出本發明的第三加速度傳感器。
圖18A 圖18K是表示本發明的第四加速度傳感器的製造工序的立體 圖。首先,如圖18A所示,與上述圖17A所示的工序相同地,製作長條 狀的壓電振動集合基板IOB。 g卩,壓電振動集合基板10B是在上述具體例 中說明的、通過半固化片接合已極化的壓電母基板而形成有電荷檢測電極 15a、 15b的長條狀基板。更具體來說,壓電振動集合基板10B是沿著元 件區域10a的長邊,截斷圖15A及圖16A所示的壓電振動集合基板10A 而製作的長條狀基板。從而,該壓電振動集合基板10B具有通過截斷構 成多個壓電振動元件10的沿長邊方向一維排列的多個矩形狀的元件區域 10a。
其次,如圖18B所示,與上述圖17B所示的工序相同地,在壓電振動 集合基板10B中,在成為壓電振動元件10的部分的長邊方向的一端的兩
40側面形成一對側面間隔部件23a、 23b。
其次,如圖18C所示,與上述圖17C所示的工序相同地,準備與壓電 振動集合基板10B相同厚度的、通過截斷構成側面保護部件33a、 33b的 側面保護集合部件33A、 33B,在各側面間隔部件23a、 23b以使壓電振動 集合基板10B的主面和側面保護集合部件33A、 33B的面成為同一面的方 式來固定側面保護集合部件33A、 33B。由此,形成由壓電振動集合基板 IOB、 一對側面間隔部件23a、 23b及一對側面保護集合部件33A、 33B構 成的第五集合基板體81。
其次,如圖18D所示,沿著從成為壓電振動元件10的部分的主面側 觀察為各元件區域10a的短邊和其延長線,截斷第五集合基板體81 。由此, 形成由壓電振動元件IO、 一對側面間隔部件23a、 23b及一對側面保護部 件33a、 33b構成的第七集合基板體82。
其次,如圖18E所示,將多個第七集合基板體82以使壓電振動元件 10的一主面彼此及另一主面彼此位於同一平面,同時壓電振動元件10的 長邊方向上的一端彼此及另一端彼此分別位於同一平面的方式而對準配 置。
其次,如圖18F所示,在側面保護部件33a、 33b的長邊方向上的另 一端的端面形成通過截斷構成端面間隔部件22a、 22b的端面間隔集合部 件22A 。
其次,如圖18G所示,準備與壓電振動元件IO相同厚度的、通過截 斷構成端面保護部件32的端面保護集合部件32A,在端面間隔集合部件 22A以使壓電振動元件10的主面及側面保護部件33a、 33b的面和端面保 護集合部件32A的面成為同一面的方式來固定端面保護集合部件32A。
其次,如圖18H所示,在壓電振動元件10的長邊方向上的一端的兩 主面及側面間隔部件23a、 23b、側面保護部件33a、 33b、端面間隔集合 部件22A及端面保護集合部件32A的兩面分別形成通過截斷構成主面間 隔部件21a、 21b的主面間隔集合部件21A、 21B。
其次,如圖18I所示,在主面間隔集合部件21A、 21B固定通過截斷 構成主面保護部件31a、 31b的主面保護集合部件31A、 31B。
其次,如圖18J所示,沿著側面保護部件31a、 31b彼此重疊的面,截斷主面間隔集合部件21A、 21B、主面保護集合部件31A、 31B、端面間隔 集合部件22A及端面保護集合部件32A。由此,得到各個加速度傳感器片 S4。
在加速度傳感器片S4的長邊方向上的一端的端面形成外部端子41a、 41b。這樣,製造出本發明的第四加速度傳感器。
這樣得到的本發明的加速度傳感器是結構簡單、製造容易,'小型且加 速度的檢測靈敏度高的優越的加速度傳感器。
另外,根據上述製造方法可知,能夠通過一次製造工序,製造多個加 速度的檢測靈敏度高,小型、結構簡單且製造容易的加速度傳感器。
本發明可以在不脫離其精神或主要的特徵的情況下,以其他各種形態 實施。從而,所述實施方式從所有方面來說只不過為單單的例子,本發明 的範圍是專利請求的範圍中所示出的範圍,不限制於說明書正文。進而, 屬於專利請求的範圍的變形或變更均包括在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種加速度傳感器,其特徵在於,具備壓電振動元件,其為矩形平板狀的多個壓電基板沿厚度方向層疊而成的壓電振動元件,在其兩主面分別配置有電荷檢測電極;一對主面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一端的兩主面;矩形狀的一對主面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一平面上,經由所述一對主面間隔部件與所述壓電振動元件的兩主面分別空開間隔而配置;一對端面間隔部件,分別配置於所述一對主面保護部件的長邊方向上的另一端的端面;端面保護部件,其經由所述端面間隔部件,與所述壓電振動元件及所述一對主面保護部件的長邊方向上的另一端的端面空開間隔而配置;一對側面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一端的兩側面及所述一對主面保護部件和所述端面保護部件的兩側面;一對側面保護部件,它們經由所述一對側面間隔部件,與所述壓電振動元件、所述一對主面保護部件及所述端面保護部件的兩側面分別空開間隔而配置。
2. —種加速度傳感器,其特徵在於,具備壓電振動元件,其為矩形平板狀的多個壓電基板沿厚度方向層疊而成 的壓電振動元件,在其兩主面分別配置有電荷檢測電極;一對主面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩主面;矩形狀的一對主面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對主面間隔部件與所述壓電振動元件的兩主面分別空 開間隔而配置;一對側面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一端的兩側面及所述一對主面保護部件的兩側面;矩形狀的一對側面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對側面間隔部件與所述壓電振動元件及所述一對主面保護部件的兩側面分別空開間隔而配置;端面間隔部件,其配置於所述一對主面保護部件及所述一對側面保護 部件的長邊方向上的另一端的端面;端面保護部件,其經由所述端面間隔部件,與所述壓電振動元件、所 述一對主面保護部件及所述一對側面保護部件的長邊方向上的另一端的 端面空開間隔而配置。
3. —種加速度傳感器,其特徵在於,具備壓電振動元件,其為矩形平板狀的多個壓電基板沿厚度方向層疊而成 的壓電振動元件,在其兩主面分別配置有電荷檢測電極;一對側面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩側面;矩形狀的一對側面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對側面間隔部件與所述壓電振動元件的兩側面分別空 開間隔而配置;一對主面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩主面及這些兩主面側的所述一對側面保護部件的兩面;矩形狀的一對主面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對主面間隔部件與所述壓電振動元件的兩主面及這些 兩主面側的所述一對側面保護部件的兩面分別空開間隔而配置;端面間隔部件,其配置於所述一對主面保護部件及所述一對側面保護 部件的長邊方向上的另一端的端面;端面保護部件,其經由所述端面間隔部件,與所述壓電振動元件、所 述一對主面保護部件及所述一對側面保護部件的長邊方向上的另一端的 端面空開間隔而配置。
4. 一種加速度傳感器,其特徵在於,具備壓電振動元件,其為矩形平板狀的多個壓電基板沿厚度方向層疊而成 的壓電振動元件,在其兩主面分別配置有電荷檢測電極;一對側面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩側面;矩形狀的一對側面保護部件,它們長邊方向上的一端及另一端的端面 與所述壓電振動元件的長邊方向上的一端及另一端的端面分別位於同一 平面上,經由所述一對側面間隔部件與所述壓電振動元件的兩側面分別空開間隔而配置;一對端面間隔部件,分別配置於所述一對側面保護部件的長邊方向上 的另一端的端面;端面保護部件,其經由所述端面間隔部件,與所述壓電振動元件及所 述一對側面保護部件的長邊方向上的另一端的端面空開間隔而配置;一對主面間隔部件,分別配置於所述壓電振動元件的長邊方向上的一 端的兩主面及這些兩主面側的所述一對側面保護部件和所述端面保護部 件的兩面;矩形狀的一對主面保護部件,它們經由所述一對主面間隔部件,與所 述壓電振動元件的兩主面及這些兩主面側的所述一對側面保護部件和所 述端面保護部件的兩面分別空開間隔而配置。
5. 根據權利要求1 4中任一項所述的加速度傳感器,其特徵在於, 所述各電荷檢測電極被引出在所述壓電振動元件的長邊方向上的一端的端面,在所述壓電振動元件的一端的端面形成有與所述各電荷檢測電 極電連接的外部端子。
6. 根據權利要求5所述的加速度傳感器,其特徵在於,一電荷檢測電極與第一外部端子電連接,另一電荷檢測電極與第二外 部端子電連接,第一外部端子和第二外部端子相互離開而形成,第一外部端子形成為,從所述一電荷檢測電極延伸至第一交點線,且 從所述一電荷檢測電極延伸至第二交點線,所述第一交點線由包含所述壓 電振動元件的一端的端面的第一假想平面和包含在接近一電荷檢測電極的一側的一主面保護部件上露出的面的第二假想平面所限定,所述第二交 點線由所述第一假想平面和包含在接近一電荷檢測電極的一側的一側面 保護部件上露出的面的第三假想平面所限定,第二外部端子形成為,從所述另一 電荷檢測電極延伸至所述第一交點 線,且從所述另一電荷檢測電極延伸至所述第二交點線。
7. —種加速度傳感器的製造方法,其是製造權利要求1所述的加速 度傳感器的方法,其特徵在於,包括製作壓電振動集合基板的工序,該壓電振動集合基板是利用絕緣性粘 接劑接合已極化的壓電母基板而形成的壓電振動集合基板,其具有通過截 斷構成多個壓電振動元件的二維排列的多個矩形狀的元件區域;形成主面間隔集合部件的工序,在壓電振動集合基板的兩主面的、成 為壓電振動元件的長邊方向上的一端的位置形成通過截斷構成主面間隔部件的所述主面間隔集合部件;固定主面保護集合部件的工序,在各主面間隔集合部件固定通過截斷構成主面保護部件的所述主面保護集合部件;分離為第一集合基板體的工序,沿著元件區域的短邊截斷由壓電振動 集合基板、主面間隔集合部件及主面保護集合部件構成的集合體,分離為 呈元件區域的長邊相接的狀態的長條狀的所述第一集合基板體;層疊配置多個第一集合基板體的工序,將該多個第一集合基板體以使 成為壓電振動元件的部分的長邊方向上的一端彼此及另一端彼此分別位 於同一平面的方式而層疊配置;形成端面間隔集合部件的工序,在主面保護集合部件的長邊方向上的 另一端的端面形成通過截斷構成端面間隔部件的所述端面間隔集合部件;固定端面保護集合部件的工序,在端面間隔集合部件固定通過截斷構 成端面保護部件的所述端面保護集合部件;形成第二集合基板體的工序,沿著在層疊的方向上觀察為各元件區域 的長邊和其延長線,截斷多個第一集合基板體及端面保護集合部件,從而 形成所述第二集合基板體;形成側面間隔集合部件的工序,在第二集合基板體中的壓電振動元件 的長邊方向上的一端的兩側面以及一對主面保護部件、端面保護集合部件、 一對主面間隔部件及端面間隔集合部件的兩側面分別形成通過截斷構成側面間隔部件的所述側面間隔集合部件;固定側面保護集合部件的工序,在各側面間隔集合部件分別固定通過截斷構成側面保護部件的所述側面保護集合部件;獲得各個加速度傳感器片的工序,沿著主面保護部件彼此重疊的面, 截斷側面間隔集合部件、側面保護集合部件、端面間隔集合部件及端面保 護集合部件,獲得所述各個加速度傳感器片;形成外部端子的工序,在加速度傳感器片的長邊方向上的一端的端面 形成所述外部端子。
8. —種加速度傳感器的製造方法,其是製造權利要求2所述的加速 度傳感器的方法,其特徵在於,包括製作壓電振動集合基板的工序,該壓電振動集合基板是利用絕緣性粘 接劑接合已極化的壓電母基板而形成的壓電振動集合基板,其具有通過截 斷構成多個壓電振動元件的二維排列的多個矩形狀的元件區域;形成主面間隔集合部件的工序,在壓電振動集合基板的兩主面的、成 為壓電振動元件的長邊方向上的一端的位置形成通過截斷構成主面間隔 部件的所述主面間隔集合部件;固定主面保護集合部件的工序,在各主面間隔集合部件固定通過截斷 構成主面保護部件的所述主面保護集合部件;分離為第三集合基板體的工序,沿著元件區域的長邊,截斷由壓電振 動集合基板、主面間隔集合部件及主面保護集合部件構成的集合體,分離 為呈元件區域的短邊相接的狀態的所述第三集合基板體;層疊配置多個第三集合基板體的工序,將該多個第三集合基板體以使 成為壓電振動元件的部分的與長邊方向垂直的寬度方向上的一端彼此及 另一端彼此分別位於同一平面的方式而層疊配置;形成一對側面間隔集合部件的工序,在成為壓電振動元件的部分的長 邊方向上的一端的兩側面及一對主面保護集合部件和一對主面間隔部件 的兩側面分別形成通過截斷構成一對側面間隔部件的所述一對側面間隔 集合部件;固定側面保護集合部件的工序,在各側面間隔集合部件固定通過截斷構成側面保護部件的所述側面保護集合部件;形成第四集合基板體的工序,沿著在層疊的方向上觀察為各元件區域 的短邊和其延長線,截斷第三集合基板體及側面保護集合部件,從而形成所述第四集合基板體;形成端面間隔集合部件的工序,在第四集合基板體中的主面保護部 件、側面間隔集合部件及側面保護集合部件的長邊方向上的另一端的端面,形成通過截斷構成端面間隔部件的所述端面間隔集合部件;固定端面保護集合部件的工序,在端面間隔集合部件形成通過截斷構 成端面保護部件的所述端面保護集合部件;獲得各個加速度傳感器片的工序,沿著主面保護部件彼此重疊的面, 截斷側面間隔集合部件、側面保護集合部件、端面間隔集合部件及端面保 護集合部件,獲得所述各個加速度傳感器片的工序;形成外部端子的工序,在加速度傳感器片的長邊方向上的一端的端面 形成所述外部端子。
9. 一種加速度傳感器的製造方法,其是製造權利要求3所述的加速 度傳感器的方法,其特徵在於,包括製作壓電振動集合基板的工序,該壓電振動集合基板是利用絕緣性粘 接劑接合己極化的壓電母基板而形成的長條狀的壓電振動集合基板,其具 有通過截斷構成多個壓電振動元件的沿長邊方向一維排列的多個矩形狀 的元件區域;形成一對側面間隔部件的工序,在壓電振動集合基板中,在成為壓電 振動元件的部分的長邊方向上的一端的兩側面形成所述一對側面間隔部 件;形成第五集合基板體的工序,準備與壓電振動集合基板相同厚度的、 通過截斷構成側面保護部件的側面保護集合部件,在各側面間隔部件以使 壓電振動集合基板的主面和側面保護集合基板的面成為同一面的方式來 固定側面保護集合部件,從而形成所述第五集合基板體;形成主面間隔集合部件的工序,在壓電振動集合基板的成為壓電振動 元件的部分的長邊方向上的一端的兩主面及一對側面保護集合部件和一 對側面間隔部件的兩面分別形成通過截斷構成主面間隔部件的所述主面間隔集合部件;固定主面保護集合部件的工序,在各主面間隔集合部件固定通過截斷構成主面保護部件的所述主面保護集合部件;分離為第六集合基板體的工序,沿著從成為壓電振動元件的部分的主 面側觀察為各元件區域的短邊和其延長線,截斷由壓電振動集合基板、側 面間隔部件、側面保護集合部件、主面間隔集合部件及主面保護集合部件 構成的集合體,從而分離為所述第六集合基板體;對準配置多個第六集合基板體的工序,將該多個第六集合基板體以使 壓電振動元件的長邊方向上的一端彼此及另一端彼此分別位於同一平面 的方式而對準配置;形成端面間隔集合部件的工序,在第六集合基板體的主面保護部件及 側面保護部件的長邊方向上的另一端的端面形成通過截斷構成端面間隔 部件的所述端面間隔集合部件;固定端面保護集合部件的工序,在端面間隔集合部件固定通過截斷構 成端面保護部件的所述端面保護集合部件;獲得各個加速度傳感器片的工序,沿著主面保護部件彼此重疊的面, 截斷端面間隔集合部件及端面保護集合部件,獲得所述各個加速度傳感器 片;形成外部端子的工序,在加速度傳感器片的長邊方向上的一端的端面 形成所述外部端子。
10. —種加速度傳感器的製造方法,其是製造權利要求4所述的加速 度傳感器的方法,其特徵在於,包括製作壓電振動集合基板的工序,該壓電振動集合基板是利用絕緣性粘 接劑接合己極化的壓電母基板而形成的長條狀的壓電振動集合基板,其具 有通過截斷構成多個壓電振動元件的沿長邊方向一維排列的多個矩形狀 的元件區域;形成一對側面間隔部件的工序,在壓電振動集合基板中,在成為壓電 振動元件的部分的長邊方向上的一端的兩側面形成所述一對側面間隔部 件;形成第五集合基板體的工序,準備與壓電振動集合基板相同厚度的、通過截斷構成側面保護部件的側面保護集合部件,在各側面間隔部件以使 壓電振動集合基板的主面和側面保護集合部件的面成為同一面的方式來固定側面保護集合部件,從而形成所述第五集合基板體;形成第七集合基板體的工序,沿著從成為壓電振動元件的部分的主面 側觀察為各元件區域的短邊和其延長線,截斷第五集合基板體,從而形成所述第七集合基板體;對準配置多個第七集合基板體的工序,將該多個第七集合基板體以使 壓電振動元件的一主面彼此及另一主面彼此位於同一平面,同時壓電振動 元件的長邊方向上的一端彼此及另一端彼此分別位於同一平面的方式而 對準配置;形成端面間隔集合部件的工序,在側面保護部件的長邊方向上的另一 端的端面形成通過截斷構成端面間隔部件的所述端面間隔集合部件;固定端面保護集合部件的工序,準備與壓電振動元件相同厚度的、通 過截斷構成端面保護部件的端面保護集合部件,在端面間隔集合部件以使 壓電振動元件的主面及側面保護部件的面和端面保護集合部件的面成為 同一面的方式來固定所述端面保護集合部件;形成主面間隔集合部件的工序,在壓電振動元件的長邊方向上的一端 的兩主面和側面間隔部件、側面保護部件、端面間隔集合部件及端面保護 集合部件的兩面分別形成通過截斷構成主面間隔部件的所述主面間隔集 合部件;固定主面保護集合部件的工序,在主面間隔集合部件固定通過截斷構 成主面保護部件的所述主面保護集合部件;獲得各個加速度傳感器片的工序,沿著側面保護基板彼此重疊的面, 截斷主面間隔集合部件、主面保護集合部件、端面間隔集合部件及端面保 護集合部件,獲得所述各個加速度傳感器片;形成外部端子的工序,在加速度傳感器片的長邊方向上的一端的端面 形成所述外部端子。
全文摘要
本發明涉及結構簡單、製造容易且小型、高靈敏度的加速度傳感器。該加速度傳感器具備經由配置於壓電振動元件(10)的兩主面的一端的一對主面間隔部件(21a、21b)空開間隔而配置的一對主面保護部件(31a、31b);經由配置於主面保護部件(31a、31b)的另一端的端面的一對端面間隔部件(22a、22b)與所述壓電振動元件(10)空開間隔而配置的端面保護部件(32);經由配置於壓電振動元件(10)的兩側面的一端及一對主面保護部件(31a、31b)、端面保護部件(32)、一對主面間隔部件(21a、21b)、端面間隔部件(22a、22b)的兩側面的一對側面間隔部件(23a、23b)空開間隔而配置的一對側面保護部件(33a、33b)。
文檔編號H01L41/083GK101578524SQ20088000162
公開日2009年11月11日 申請日期2008年1月29日 優先權日2007年1月29日
發明者松尾香 申請人:京瓷株式會社

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